《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一种兼具无功补偿功能的电压暂降治理技术
电子技术应用 11期
陈思超1，黄烈江1，王鹏程1，潘圆君1，梁一桥2，张驰3，李俊斐3
（1.杭州欣美成套电器制造有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙大城市学院，浙江 杭州 310000；3.浙江晟泰电气有限公司，浙江 杭州 310000）
摘要： 针对低压配电网中存在的电压暂降和无功功率失衡等混合电能质量问题，提出一种兼具无功补偿功能的电压暂降治理技术。基于静止无功发生器（SVG）中交直流变流器（AC/DC变流器）与逆变单元的相似性，在动态电压恢复器（DVR）的基础设计一种电能质量治理装置。当电网电压正常时，装置实时采样负载电流，计算负载需要补偿的无功，并发出反向电流，实现对电网的无功补偿；当电网电压发生暂降时，装置中的晶闸管阀会截止，超级电容器的能量通过AC/DC变流器逆变，给负载提供电源。实验结果表明，该装置响应迅速，在电压暂降治理和无功补偿功能之间切换时间短，电能质量治理效果好。
中圖分類號(hào)：TM761
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233962
引用格式： 陳思超，黃烈江，王鵬程，等. 一種兼具無(wú)功補(bǔ)償功能的電壓暫降治理技術(shù)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(11)：73-77.
A voltage sag mitigation technology with reactive power compensation function
Chen Sichao1，Huang Liejiang1，Wang Pengcheng1，Pan Yuanjun1，Liang Yiqiao2，Zhang Chi3，Li Junfei3
(1.Hangzhou Xinmei Electrical Appliance Manufacturing Co.， Ltd.， Hangzhou 310000， China；2.Hangzhou City University， Hangzhou 310000， China；3.ZheJiang Shingta Electrical Co.，Ltd.， Hangzhou 310000， China)
Abstract： To solve the hybrid electric power quality problems in low-voltage network such as voltage sag and reactive power imbalance, a voltage sag mitigation technology with reactive power compensation function is proposed. As per the similarity of AC/DC converter and inverter unit, in this paper, a power quality control device based on dynamic voltage restorer is studied. When grid voltage is normal, in order to achieve the reactive power compensation function for the power grid system, the device calculates reactive compensation load needs and emits reverse current by takes real-time sampling of load current. When grid voltage sag occurs, the thyristor valve of device will be cut off, the supercapacitors of device acts as a power source and supplies power to the load through AC/DC converter. The experimental results indicate that this device has excellent performance in solving power quality problems, such as rapid dynamic response and short switching time between voltage sag control function and reactive power compensation function.
Key words : voltage sag；reactive power compensation；AC/DC converter；supercapacitor

【引言】

我國(guó)每年因電能質(zhì)量問(wèn)題造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上千億，其中電壓暫降問(wèn)題造成的經(jīng)濟(jì)損失占比最大。電壓暫降事件主要由雷擊、重負(fù)荷啟動(dòng)等原因造成，且無(wú)法避免。近年來(lái)，隨著“高精尖”設(shè)備的大量使用以及生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的更加重視，電壓質(zhì)量的治理需求日益突出。目前，治理電壓暫降問(wèn)題的常規(guī)方法是采用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（Dynamic Voltage Restorer, DVR），當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生電壓暫降時(shí)，DVR能在幾毫秒內(nèi)將用戶側(cè)電壓補(bǔ)償?shù)筋~定值，并能持續(xù)額定的補(bǔ)償時(shí)間；當(dāng)系統(tǒng)電壓恢復(fù)正常后，交直流變流器（簡(jiǎn)稱AC/DC變流器）停止逆變，同時(shí)晶閘管閥導(dǎo)通，負(fù)載由系統(tǒng)供電，AC/DC變流器給超級(jí)電容器充電，以備下次檢測(cè)到系統(tǒng)電壓暫降時(shí)使用[1]。由于大多數(shù)情況下電壓暫降發(fā)生的頻率不高，因此DVR設(shè)備利用率很低[2]。

無(wú)功功率補(bǔ)償問(wèn)題是大多數(shù)工業(yè)用戶面臨的老問(wèn)題。過(guò)低的功率因數(shù)不僅降低了用電設(shè)備的利用率，還增加了設(shè)備和線路的損耗[3]。因此，目前絕大部分工業(yè)用戶都安裝了無(wú)功補(bǔ)償裝置。無(wú)功補(bǔ)償裝置中的靜止無(wú)功發(fā)生器（Static Var Generator, SVG）是該領(lǐng)域的最新技術(shù)，具有響應(yīng)速度快、補(bǔ)償精度高、不受或少受系統(tǒng)參數(shù)的影響等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已得到廣泛的應(yīng)用[4]。

本文在動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR和靜止無(wú)功發(fā)生器SVG的基礎(chǔ)上，利用AC/DC變流器與逆變單元的相似性，提出一種兼具SVG功能的電壓暫降治理技術(shù)。該技術(shù)將電壓暫降治理和無(wú)功補(bǔ)償功能結(jié)合在一起，進(jìn)一步提升裝置的利用率和可靠性，減少配電設(shè)備占用空間，降低企業(yè)投入成本。


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【作者信息】

陳思超1，黃烈江1，王鵬程1，潘圓君1，梁一橋2，張馳3，李俊斐3

（1.杭州欣美成套電器制造有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙大城市學(xué)院，浙江 杭州 310000；3.浙江晟泰電氣有限公司，浙江 杭州 310000）




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